【正文】 包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。安裝簡(jiǎn)單，維修方便PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。 PLC類型的選擇? 目前，各個(gè)廠家生產(chǎn)的PLC其品種、規(guī)格及功能都各不相同。之所以選擇三菱公司的PLC，是因?yàn)槠洚a(chǎn)品特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。除能實(shí)現(xiàn)一般邏輯控制外，還可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制、復(fù)雜數(shù)據(jù)處理。? 3 大程序容量? FX2N具有2000步的大容量?jī)?nèi)存及大容量的數(shù)據(jù)寄存器，可用于復(fù)雜控制及大數(shù)據(jù)量處理。? 5 價(jià)格便宜 相比于市場(chǎng)上其它類型的plc，三菱公司的同款類型是性價(jià)比最高的 圖 41 帶PID控制器的閉控制系統(tǒng)框圖 如圖41所示，PID控制器可調(diào)節(jié)回路輸出，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 ——比例系數(shù)P。 ——微分系數(shù)D。其離散化的規(guī)律如表45所示：表 45 模擬與離散形式模擬形式離散化形式所以PID輸出經(jīng)過(guò)離散化后，它的輸出方程為: ()， 稱為比例項(xiàng)； 稱為積分項(xiàng)； 稱為微分項(xiàng)；上式中，積分項(xiàng)是包括第一個(gè)采樣周期到當(dāng)前采樣周期的所有誤差的累積值[17]。故可利用PLC中的PID指令實(shí)現(xiàn)位置式PID控制算法量[10]。FX2N系列PLC中使用的是PID回路指令。表47 PID回路指令名稱PID運(yùn)算指令格式PID指令表格式PID TBL，LOOP梯形圖使用方法：當(dāng)EN端口執(zhí)行條件存在時(shí)候，就可進(jìn)行PID運(yùn)算。LOOP是回路號(hào)，可以是0~7，不可以重復(fù)使用。表48 PID指令回路表偏移地址名稱數(shù)據(jù)類型說(shuō)明0過(guò)程變量（PVn）實(shí)數(shù)~4給定值（SPn）實(shí)數(shù)~8輸出值（Mn）實(shí)數(shù)~12增益（Kc）實(shí)數(shù)比例常數(shù)，可正可負(fù)16采樣時(shí)間（Ts）實(shí)數(shù)單位為s，必須是正數(shù)20采樣時(shí)間（Ti）實(shí)數(shù)單位為min，必須是正數(shù)24微分時(shí)間（Td）實(shí)數(shù)單位為min，必須是正數(shù)28積分項(xiàng)前值（MX）實(shí)數(shù)~32過(guò)程變量前值（PVn1）實(shí)數(shù)~1) 回路輸入輸出變量的數(shù)值轉(zhuǎn)換方法 本文中，設(shè)定的溫度是給定值SP，需要控制的變量是爐子的溫度。在本文中，經(jīng)過(guò)測(cè)量的溫度信號(hào)被轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)溫度值才是過(guò)程變量，所以，這兩個(gè)數(shù)不在同一個(gè)數(shù)量值，需要他們作比較，那就必須先作一下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。傳感器輸入的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)EM231轉(zhuǎn)換后，是一個(gè)整數(shù)值，他的值大小是實(shí)際溫度的把A/D模擬量單元輸出的整數(shù)值的10倍。使用指令DTR就可以了。其轉(zhuǎn)換程序如下:MOVW AIW0, AC1DTR AC1, AC1MOVR AC1, VD1002) 實(shí)數(shù)的歸一化處理因?yàn)镻ID中除了采樣時(shí)間和PID的三個(gè)參數(shù)外，~，所以，在執(zhí)行PID指令之前，必須把PV和SP的值作歸一化處理。: （）式中, ——標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值； ——未標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值。 ——值域大小，為最大允許值減去最小允許值。另外一種實(shí)現(xiàn)方法就是，在歸一化的時(shí)候，值域大小可以縮小10倍，那么，填寫目標(biāo)溫度的時(shí)候就可以把實(shí)際值直接寫進(jìn)去[11]。~，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化了的實(shí)數(shù)，在輸出變量傳送給D/A模擬量單元之前，必須把回路輸出變量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的整數(shù)。 （） FX2N不提供直接將實(shí)數(shù)一步轉(zhuǎn)化成整數(shù)的指令，必須先將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)化成雙整數(shù)，再將雙整數(shù)轉(zhuǎn)化成整數(shù)。一般可以通過(guò)理論計(jì)算來(lái)確定，但誤差太大。經(jīng)驗(yàn)法又叫現(xiàn)場(chǎng)湊試法，它不需要進(jìn)行事先的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，而是根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，利用一組經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)反應(yīng)曲線的效果不斷地改變參數(shù)，對(duì)于溫度控制系統(tǒng)，工程上已經(jīng)有大量的經(jīng)驗(yàn)，其規(guī)律如表412所示。 1）整定比例控制 將比例控制作用由小變到大，觀察各次響應(yīng)，直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。然后減小積分時(shí)間，加大積分作用，并相應(yīng)調(diào)整比例系數(shù)，反復(fù)試湊至得到較滿意的響應(yīng)，確定比例和積分的參數(shù)。根據(jù)反復(fù)的試湊，調(diào)出比較好的結(jié)果是P=120. I= D=。FX0N3A特殊功能模塊有兩個(gè)輸入通道和一個(gè)輸出通道，輸入通道輸入模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸出通道接收數(shù)字信號(hào)并把它們轉(zhuǎn)換為等量的模擬信號(hào)輸出?？赏ㄟ^(guò)以下計(jì)算思路，得出溫度與相對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值的關(guān)系。當(dāng)溫度值為40度時(shí),對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制是1600。在本文的應(yīng)用中，通過(guò)PLC模擬單元對(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和傳遞，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)模擬值與需求值不斷比較，直到達(dá)到需求值時(shí)所應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作。但在本文應(yīng)用中需要注意兩點(diǎn)：一是由于PLC采用的掃描工作方式，存在著掃描時(shí)間，因此所采集的值到執(zhí)行件執(zhí)行時(shí)模擬值已發(fā)生變化，同時(shí)，若我們用CMP指令時(shí)，取值一般是小于等于或大于等于這個(gè)結(jié)果，因?yàn)镻LC運(yùn)行時(shí)，CPU只能分時(shí)地一個(gè)操作一個(gè)操作地執(zhí)行，那么模擬值等于需求值同時(shí)又在執(zhí)行CMP的指令的概率就很小，極其容易導(dǎo)致死循環(huán)。PLC上電后，需要約100ms開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，為了使數(shù)據(jù)完全轉(zhuǎn)換，在程序開(kāi)始時(shí)，延時(shí)200到300ms后再?gòu)耐ǖ乐杏肕OVE指令讀出數(shù)據(jù)，程序如下：該指令用于從模擬I/O單元讀取數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳送至目的寄存器中。這里介紹一下在溫度為40度時(shí)停止加熱。5程序的流程圖 實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的流程圖如下圖所示。用PLC控制除了能解決以上問(wèn)題以外，還具有以下特點(diǎn)：①控制條理清楚，接線簡(jiǎn)單明了。③模塊化程序設(shè)計(jì)，便于調(diào)試，并且方便功能的改進(jìn)?！　　　? 謝詞 本論文是在陳澤順老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文最終完成的每一個(gè)環(huán)節(jié)，自始自終得到陳老師精心指導(dǎo)和幫助。陳老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)使我受益非淺。參 考 文 獻(xiàn) [1] 樊軍慶, 30(6):1214,2008[2] . 北京：中國(guó)電力出版社，2004[3] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002[4] ：機(jī)械工業(yè)出版社,2006[5] 周萬(wàn)珍. ：電子工業(yè)出版社，2004[6] 齊劍玲, 息,19(9):3637,2003[7] 劉 ,29(4):113115, 2008[8] 毛忠國(guó),、,增刊(2):103105,2007[9] 張愛(ài)筠,張琳琳,2:5758,2008[10] L. Yi , X. temperature small class calorimetry dynamic shake table temperature expert PID control, In: Anticounterfeiting, Security and Identification, 2008. ASID 2008. 2nd International Conference on, 481483, 2008.[11] . 北京：[12] A of PID controllers with FuzzyLogic[J].IEE Theory Application,148(1):18,2001[13] ,第1期:362364,200919